Из Википедии, бесплатной энциклопедии
Перейти к навигации Перейти к поиску
IMOD
IMOD 3dmod main interface screenshot.png
Графический интерфейс 3Dmod от IMOD показывает разделительную ячейку.
Разработчики)Дэвид Мастронард и др. в Университете Колорадо
Стабильный выпуск
4.9.10 / 26 сентября 2018 г . ; 2 года назад ( 2018-09-26 )
Репозиторийbio3d .colorado .edu / nightlyBuilds / IMOD
Операционная системаWindows , Mac OS X , Linux
ТипЭлектронная микроскопия
ЛицензияGPLv2
Веб-сайтbio3d .colorado .edu / imod

IMOD - это кроссплатформенный набор программ моделирования, отображения и обработки изображений с открытым исходным кодом, используемых для трехмерной реконструкции и моделирования микроскопических изображений с особым упором на данные электронной микроскопии . IMOD использовался в широком диапазоне масштабов от структур макромолекул [1] до органелл [2] [3] [4] до целых клеток [5], а также может использоваться для оптических срезов. [6] [7] В IMOD входят инструменты для реконструкции изображений, сегментации изображений , моделирования трехмерной сетки и анализа двухмерных и трехмерных данных.

IMOD был разработан в Боулдерской лаборатории для трехмерной электронной микроскопии клеток . IMOD был впервые выпущен в 1995 году [8], его можно бесплатно загрузить и использовать для любых целей.


Основные программы [ править ]

IMOD включает в себя более 180 программ командной строки, перечисленных здесь, и три основные программы с графическим интерфейсом :

  • 3dmod - основной графический интерфейс IMOD, используемый для просмотра и сегментации изображений и векторных 3D-моделей.
  • Midas - программа, используемая для выравнивания изображений друг над другом, обычно для точной настройки после автоматической взаимной корреляции.
  • eTomo - программа, используемая для реконструкции трехмерных объемов путем объединения меньших объемов и / или сопровождения пользователя в процессе томографической реконструкции одно- и двухосных серий наклона. Во время этого процесса eTomo выполняет множество программных вызовов и часто запускает 3dmod и Midas, чтобы пользователи могли вносить точные настройки.

Поддерживаемые форматы файлов [ править ]

Формат изображения : основным форматом изображения, поддерживаемым IMOD, является формат файла MRC , который обычно имеет расширения «.st», «.mrc» или «.rec» и представляет собой различные типы «стеков изображений», которые вместе могут представлять серию наклона. или 3D-объем. IMOD также открывает файлы TIF и включает в себя набор программ для преобразования между форматами изображений, включая распространенные форматы микроскопии, такие как «.raw» и «.dm4». Векторный формат : IMOD сохраняет и открывает векторные данные в виде контуров (многоугольников) и сеток в формате двоичного файла IMOD., обычно с расширением ".mod" или ".fid". Эти файлы модели IMOD обычно накладываются поверх файла изображения и могут использоваться для аннотирования и сегментации интересующих областей. Модели могут состоять из одного или нескольких объектов, каждый из которых может содержать замкнутые, открытые или разрозненные точечные «контуры», которые используются для создания трехмерной сетки.

Основные особенности [ править ]

  • Реконструкция:
    • Реконструкция одноосных и комбинированных двухосных наклонных серий с использованием методов томографической реконструкции .
    • Автоматическое отслеживание и регистрация исходных частиц для улучшения совмещения серии наклона.
    • Возможность параллельной обработки дорогостоящей реконструкции серии наклона на нескольких машинах.
    • Объединение отслеживаемых наборов данных.
    • Возможность выравнивать, а затем деформировать изображения с помощью кросс-корреляции и графического интерфейса Midas для ручного выравнивания.
    • Возможность выровнять и объединить несколько томов, таких как серийные разделы.
    • Автоматизированная реконструкция и пакетная обработка тентовых серий.
  • Просмотр изображений и создание фильмов:
    • Просмотр больших 3D изображений срез за срезом в интерфейсе 3dmod.
    • Возможность просматривать 3D-изображения и модели в произвольной ориентации с помощью окна слайсера 3dmod.
    • Возможность создавать высококачественные фильмы из срезов 2D-изображений и / или 3D-моделей сеток.
  • Обработка изображений:
    • В комплект IMOD входит несколько программ автоматической сегментации.
    • Интерфейс 3dmod предоставляет общие алгоритмы фильтрации и обнаружения границ.
    • Возможность разбить том на куски, а затем объединить их для пакетной параллельной обработки.
    • Автоматическая изоповерхность с использованием пороговой системы.
    • Преобразование изображений в контуры (векторная форма) и наоборот.
  • Сегментация:
    • Позволяет вручную отслеживать интересующие области, используя замкнутые контуры, открытые контуры (для пробирок) и разбросанные точки (для сфер).
    • Предоставляет набор ручных и полуавтоматических инструментов рисования для быстрого отслеживания и уточнения границ органелл.
    • Позволяет интеллектуальную интерполяцию контуров на нескольких срезах через специальный интерфейс интерполяции.
    • Включает плагин для стереологии .
  • Сетка
    • Быстро преобразует контуры в сетки для окончательного просмотра фильмов и анализа.
    • Позволяет несколько различных вариантов построения сеток для трубок и произвольных сеток.
    • Сглаживание поверхности и создание сеток с низким разрешением для более быстрого рендеринга
  • Анализ
    • Анализ файлов модели для получения основной количественной информации, такой как объем, количество поверхностей, объем, площадь поверхности плюс диаметр сфер и длина открытых контуров.
    • Анализ плотности изображения и построение гистограмм.
    • Серия программ специально для анализа микротрубочек.
    • Пространственный анализ для определения распределения и близости различных поверхностей.

См. Также [ править ]

Ссылки [ править ]

  1. ^ Никастро, Даниэла; Шварц, Синди; Пирсон, Джейсон; Годетт, Ричард; Портер, Мэри Э .; Макинтош, Дж. Ричард (2006). «Молекулярная архитектура аксонем, выявленная с помощью криоэлектронной томографии». Наука . 313 (5789): 944–948. DOI : 10.1126 / science.1128618 .
  2. ^ Пеллетье, Лоуренс; О'Тул, Эйлин; Швагер, Энн; Хайман, Энтони А .; Мюллер-Райхерт, Томас (2006). «Сборка центриолей у Caenorhabditis elegans». Природа . 444 : 619–623. DOI : 10,1038 / природа05318 .
  3. ^ Марш, Брэд Дж .; Mastronarde, David N .; Баттл, Каролин Ф .; Хауэлл, Кэтрин Э .; Макинтош, Дж. Ричард (2001). «Органелларные взаимоотношения в области Гольджи линии бета-клеток поджелудочной железы, HIT-T15, визуализированные с помощью электронной томографии высокого разрешения» . Труды Национальной академии наук . 98 (5): 2399–2406. DOI : 10.1073 / pnas.051631998 . PMC 30150 . PMID 11226251 .  
  4. ↑ Хаяси, Мицуко; Андреа, Раймонди; О'Тул, Эйлин; Летний рай; Кьяра, Коллези; Оттавио, Кремона; Шон М., Фергюсон; Де Камилли, Пьетро (2008). «Клеточная и зависимая от стимула гетерогенность механизмов рециркуляции эндоцитов синаптических везикул, выявленная исследованиями нейронов с нулевым динамином 1» . PNAS . 105 (6): 2175–2180. DOI : 10.1073 / pnas.0712171105 . PMC 2538894 . PMID 18250322 .  
  5. ^ Höög, Johanna L .; Шварц, Синди; Полдень, Анджела Т .; О'Тул, Эйлин Т .; Mastronarde, David N .; Макинтош, Дж. Ричард; Антоний, Клод (2007). «Организация межфазных микротрубочек в делящихся дрожжах, анализируемая с помощью электронной томографии». Клетка развития . 12 (3): 349–361. DOI : 10.1016 / j.devcel.2007.01.020 .
  6. ^ Haber, SN; Kim KS; Mailly P; Кальцавара Р. (2006). «Связанные с вознаграждением корковые входы определяют большую полосатую область у приматов, которая взаимодействует с ассоциативными корковыми связями, обеспечивая основу для обучения, основанного на стимулах» . J. Neurosci . 26 (32): 8368–8376. DOI : 10.1523 / JNEUROSCI.0271-06.2006 . PMID 16899732 . 
  7. ^ Mailly, P; Haber SN; Groenewegen HJ; Дениау Дж. М. (2010). «Трехмерная мультимодальная и многомерная цифровая модель мозга как основа для обмена данными». J Neurosci Methods . 194 (1): 56–63. DOI : 10.1016 / j.jneumeth.2009.12.014 . PMID 20043949 . 
  8. ^ Кремер, Джеймс Р .; Mastronarde, David N .; Макинтош, Дж. Ричард (1996). «Компьютерная визуализация трехмерных данных изображения с использованием IMOD». Журнал структурной биологии . 116 (1): 71–76. DOI : 10,1006 / jsbi.1996.0013 .

Внешние ссылки [ править ]

  • Домашняя страница IMOD
  • Компьютерная визуализация данных трехмерных изображений с использованием IMOD - оригинальная статья IMOD
  • Колорадский университет, Боулдер